Тема: Complex Numbers - Inevitability SE

[Mrrl›]

Пообсуждаем?

[Mrrl›]

Когда моя дочка обнаружила этот ролик, она его довольно долго изучала, но пришла к выводу, что "люди поломали все звезды и в конце концов вымерли". Пришлось объяснять, чем красные карлики отличаются от коричневых, в чем смысл "программы сохранения водорода" и зачем нужны сферы Дайсона. А перед этим разобраться самому
  В целом, идея интересная. Сценарий выглядит вполне реалистичным. Но в каком смысле его можно считать "наиболее оптимистическим"? Неужели целью сверхцивилизации должно быть продление собственного существования как можно дольше, путем очень жесткого самоограничения? Жить 87*10¹⁸ лет при свете единственной во Вселенной функционирующей звезды класса М8 - это как-то не очень уютно...

[Лëлька›]

Ыыыы...
Я на самом деле поняла только в общих чертах.
И, по-хорошему, не стоит мне к вам в тему соваться.
Но очень интересно. Поэтому побуду блондинкой.

Точка зрения ребенка в общих чертах идею отразила.)
А мне почему-то думается, что любой вечный процесс - будь то Вселенная либо мироздание - процесс закольцованный. То есть начало и конец едины. Потому конца по сути быть не может.
Это может и ересь, к тому же я понятия не имею, как это хоть сколько-либо научно обосновать.
Тем не менее есть такая антинаучная надежда.

[Mrrl›]

Ну, про закольцованный процесс есть такая модель - теория Большого Треска (она же пульсирующая Вселенная). Это если плотность вещества слишком большая, то расширение сменится сжатием, и в конце концов мы все попадаем в черную дыру. У которой с другой стороны будет новая Вселенная (переживающая момент Большого Взрыва), но никакая элементарная частица процесса перехода из старой Вселенной в новую не выдержит. В такой модели никакая программа сохранения водорода не спасет.

[Neloth›]

Неужели целью сверхцивилизации должно быть продление собственного существования как можно дольше, путем очень жесткого самоограничения?

не должно, но вариант неплохой.

[Искра›]

Когда моя дочка обнаружила этот ролик, она его довольно долго изучала, но пришла к выводу, что "люди поломали все звезды и в конце концов вымерли". Пришлось объяснять, чем красные карлики отличаются от коричневых, в чем смысл "программы сохранения водорода" и зачем нужны сферы Дайсона. А перед этим разобраться самому

Mrrl, тебя не затруднит еще раз повторить объяснение, как для дочки? Принимать участия в обсуждении я не буду, а буду сидеть и слушать умных людей; и как-то хочется знать, что такое программа сохранения водорода и зачем нужны Сферы Дайсона. А то я их погуглила, но как-то не помогло, много умных слов...

Кстати, песня под это дело -- Complex Numbers -- такого я еще не слышала

Ветра порыв —
И лист, ещё жёлтый, спешил отстегнуться
И вниз, колыхаясь, поплыл.
Вот и земля.
И скорость его тихим шорохом стала,
И он меж травинок застыл.

Жизнь рвётся ввысь,
Но каждой песчинки мечта
Всё так же жестоко проста —
Рассеять энергию,
И этот мир,
Возникнув, как вспышка во тьме,
К своей вожделенной зиме
Идёт, вечность меряя.

И триллионы лет протекли,
как миг,
Майским дождём, закатов светом алым
В сотнях огней
Тех далёких звёзд, что теперь
Щедро нам светят лишь из редких грёз.
И помогали им изо всех
Мы сил,
К центру таблицы двигая металлы.
Сотней огней
Нам светил на этом пути
Пепел уже давно сгоревших звёзд.

В небе горит
Багровое солнце, последнее солнце,
Питая нас скудно пока.
Ясно одно:
Законы для жизни лишь только вторичны,
Первичны законы песка.

А, между тем,
Мы стали, как боги, совсем,
Назло предсказаниям всем
Предела развития,
Но ничего
Не можем поделать мы здесь:
Песок пересыпался весь
Дейтерия, трития...

Звёздной волною жизнь пронеслась
Сквозь мир,
Тихо возникнув, тихо затухает.
Мир стал другим,
И ему уже ни к чему
Местный порядок в хаосе всего.
И человек, свой срок отслужив,
Уйдёт —
Вслед за травой и звёздами растает.
В прошлом давно
Сказки о каком-то ином,
Высшем, предназначении его!

[Mrrl›]

Сфера Дайсона описана в Википедии и даже по-русски: http://ru.wikipedia.org/wiki/Сфера_Дайсона

Вместо того, чтобы жить на планетах, строят большую сферическую оболочку вокруг звезды, раскручивают ее, чтобы не упасть, и живут на внутренней стороне. Вся энергия звезды идет в дело.
С программой сохранения водорода смешнее. Английская Вики знает, что одно из значений HCP - это "Hydrogen Conservation Program"  - но что это такое, не знает уже никто. Суть там в следующем: основной источник энергии, которого может хватить надолго - термоядерная энергия слияния протонов и легких ядер. Но число свободных протонов в Метагалактике ограничено, причем заметная часть их уже собрана в звезды, которые сжигают этот водород безо всякой пользы для человечества. Вот и решили разделить "лишние" звезды на мелкие части - коричневые карлики, в которых синтез не идет, а потом по мере необходимости собирать из них по одному красному карлику класса М8 (это очень холодная звезда - с температурой около 1000 С, которая, тем не менее, может гореть и давать видимый свет) в несколького десятков триллионов лет, строить вокруг него очередную сферу Дайсона и жить там, пока звезда не потухнет. Потом собирать новую звезду. "Но когда коричневые карлики кончились, делать было уже нечего..."

[Искра›]

Спасибо.
Про Сферу Дайсона, даже по-русски, не понятно

[Mrrl›]

А что непонятного? Чем это лучше планеты? Тем, что площадь поверхности больше - примерно в миллиард раз ))) И по всей поверхности Солнце в зените, греет лучше.

[Искра›]

Массаракш?

[Mrrl›]

Или Плутония. Далекие потомки (при другом сценарии развития) вполне могут решить, что внутренность сферы - это весь мир...

[Neloth›]

вряд ли. рабочее состояние замкнутой сферы придется поддерживать

[Mrrl›]

Нивен, "Мир Кольца". Там автоматы прекрасно поддерживали работоспособность оставшихся моторов и управляли ими (пока звезда не решила сместиться от центра). А обитатели успели забыть, откуда взялась "арка" (или вообще не знали).

[Neloth›]

насколько я понял, замкнутая сфера в любом случае будет неустойчива. кроме того, на большей части ее поверхности жить будет удобнее снаружи.

[Mrrl›]

Это верно. Чтобы с нее не падали, поверхность должна быть фрагментом цилиндра с "перетяжкой", и ее придется закрывать прочными крышками (впрочем, хватит и "пограничных гор", чтобы атмосфера не улетала). Или лучше собрать конструкцию из нескольких (например, трех) широких колец, вращающихся вокруг разных осей. Штука получается незамкнутой, но процентов 60 энергии соберет. Жалко, что на внутреннем кольце будет жарко и вечный день, а на внешнем - холодно, да и чередование день-ночь вдобавок. Лучше бы наоборот, для баланса.

[Neloth›]

атмосферу с внутренней стороны придется удерживать по всей поверхности.
насколько я понимаю, если к поверхности сферы ее будет прижимать центробежная сила - такое положение будет неустойчивым, слои находящиеся ближе к оси сложнее раскручивать.

кольца кажутся более удобным вариантом, ими ведь можно закрыть и всю звезду. а жить на каждом из них вовсе не обязательно.

[Mrrl›]

"удерживать атмосферу с помощью центробежной силы", "чтобы ничего не соскальзывало с поверхности и не падало на звезду", "чтобы поверхность была как можно устойчивее и с наименьшими нагрузками на конструкцию" - это все одно и то же условие: поверхность должна быть "эквипотенциальной". По мере продвижения от экватора ее радиус (расстояние до оси вращения) должен слегка увеличиться, а потом стабилизироваться. Так что получится совсем не сфера, а "песочные часы" без дна и крышки. Зато будет работать. Только надо очень хорошо ей управлять, чтобы уравнивать ее скорость движения в Галактике со скоростью звезды.

[Neloth›]

с твердыми телами, находящимися на поверхности все понятно, но будет ли такое положение устойчивым для атмосферы?

[Mrrl›]

Не вижу причин, почему оно может быть неустойчивым. С практической точки зрения, вся поверхность плоская - "сила тяжести" перпендикулярна поверхности, хотя на экваторе она немного меньше, чем в высоких широтах. Приливными эффектами можно пренебречь - что такое 10 км по сравнению с несколькими миллионами? На Земле разница между нижними и верхними слоями, а также между экватором и полюсами на много порядков больше, чем на "псевдосфере".

[Neloth›]

чтобы удержаться над некоторым участком поверхности нужно иметь такую же скорость, а атом в атмосфере может получить любую. из "верхних" слоев будут постепенно удаляться частицы, скорость которых имеет нормальную составляющую или недостаточную касательную. при этом будет увеличиваться число атомов, чья скорость оптимальна для нахождения в более высоких широтах.

[Mrrl›]

Тогда получается, что на Земле атмосфера тоже должна убежать с экватора поближе к полюсам - там и скорость меньше (экватор движется со скоростью 450 м/с - сравнимо с относительной скоростью молекул воздуха), и к центру планеты ближе.
  А "недостаточная касательная" будет означать очень высокую скорость относительно поверхности. Такие частицы будут неизбежно "тормозиться" (в абсолютных координатах - ускоряться) из-за трения об основную часть атмосферы. Частица с вертикальной составляющей пролетит по гиперболе и снова вернется к псевдосфере. Локально все будет выглядеть так же, как на планете.
  Если построить "сферу", экватор которой будет проходить по орбите Земли, а ускорение на поверхности составит 1g, то высота "экваториального хребта" (разность между радиусом экватора и параллели на высоких широтах) составит примерно 1/1500 радиуса, т.е. 100000 км. В масштабах всей конструкции, немного.

[Neloth›]

Тогда получается, что на Земле атмосфера тоже должна убежать с экватора поближе к полюсам - там и скорость меньше (экватор движется со скоростью 450 м/с - сравнимо с относительной скоростью молекул воздуха), и к центру планеты ближе.

земная атмосфера не может изменить скорость вращения за счет удаления из нее атомов. кроме того, земная поверхность замкнута, даже если не учитывать силы инерции, атмосфера не может вся сконцентрироваться в точках с самым низким гравитационным потенциалом.

  А "недостаточная касательная" будет означать очень высокую скорость относительно поверхности. Такие частицы будут неизбежно "тормозиться" (в абсолютных координатах - ускоряться) из-за трения об основную часть атмосферы.

находясь в "нижних" слоях - да, но "наверху", остановившись (в абсолютных координатах), она может не успеть снова набрать скорость.

Частица с вертикальной составляющей пролетит по гиперболе и снова вернется к псевдосфере. Локально все будет выглядеть так же, как на планете.

нет, если на планете частица из верхнего слоя получает нормальную составляющую скорости, направленную от поверхности, гравитационная сила тормозит ее и возвращает назад, независимо от того, каковы другие составляющие.
если на "псевдосфере" частица из "верхнего" слоя получает, например, скорость, направленную к звезде (в абсолютных координатах) - гравитационная сила разгонят ее дальше.

[Mrrl›]

если на "псевдосфере" частица из "верхнего" слоя получает, например, скорость, направленную к звезде (в абсолютных координатах) - гравитационная сила разгонят ее дальше.

Абосолютная скорость движения точки на экваторе псевдосферы - примерно 1200 км/с. Как мы знаем на примере земной атмосферы, получить даже в 100 раз меньшую относительную скорость частицам воздуха очень сложно. Так что на звезду атмосфера не упадет. Кстати, падение на Солнце - очень сложный маневр даже для управляемого аппарата. Чуть промахнешься - улетишь по гиперболе обратно.

атмосфера не может вся сконцентрироваться в точках с самым низким гравитационным потенциалом.

Формально - может. Но поверхность Земли (как и псевдосферы) - это поверхность с постоянным гравитационным потенциалом (вычисленным в неинерционной системе отсчета, естественно).

С космической точки зрения газ мало чем отличается от жидкости, пыли или песка. Разве что кривой распределения скоростей частиц, да и та важна только в самом правом "конце" (там, где скорости очень большие).

Любопытно, что эквивалент первой космической скорости для псевдосферы составит те же 1200 км/с (вернее, на 30 км/с меньше). И запускать спутники можно только в одном направлении - против вращения.
Интересно, что там с силами Кориолиса...

[Neloth›]

Абосолютная скорость движения точки на экваторе псевдосферы - примерно 1200 км/с.

да, действительно не упадет.

Интересно, что там с силами Кориолиса...

при таких скоростях должны быть на порядок меньше земных.


значит с атмосферой проблем не будет. остается магнитное поле, поддержание скорости вращения и температуры. если поддержание работоспособности сферы будет полностью автоматизированно, наличие систем, которые в дальнейшем можно усовершенствовать, будет способствовать сохранению информации о том, как она функционирует.

кстати, если цивилизация ставит себе задачу прожить как можно дольше, одновременное существование только одной сферы может быть не самым оптимальным.

[Mrrl›]

Кстати, если взять кольцо вокруг Солнца, то на него будет действовать растягивающая сила, равная примерно 1/пи веса всего кольца (считая ускорение свободного падения равным g). Т.е. подвешенное в однородном гравитационном поле, одно должно удержать 300 миллионов километров своей длины и не порваться Может быть, реалистичнее будет рой из огромного количества обитаемых спутников...

Но надо еще не забыть, что сфера строится не вокруг Солнца, а вокруг красного карлика, который в 10-50 раз легче Солнца, в 5 раз холоднее и в 500-1000 раз тусклее. Если взять расстояние до звезды в 6 млн км, то ускорение свободного падения там будет g/5 (против g/160 для системы Земля-Солнце), и массой звезды уже нельзя так просто пренебречь.

Для продления существования нужна как раз одна сфера: одна сфера - одна звезда - расход водорода минимален. Если будет гореть две звезды, то срок существования сократится вдвое А если измерять эффективность цивилизации в человеко-годах (или звездо-годах), то сценарий должен быть совсем другим

[Neloth›]

при минимальном расходе топлива минимальной будет и вероятность того, что вся эта программа проживет максимально возможный срок. нужно оценить надежность такой схемы.

[Mrrl›]

Шансов на то, что звезда неожиданно взорвется, по-видимому, мало - слишком она неактивная. Вероятность, что неожиданно погаснет, наверное, есть. Но скорее всего, "неожиданно" растянется хотя бы на миллион лет, и новую звезду (и новую сферу вокруг нее) собрать успеют. Впрочем, кто знает, сколько времени нужно звезде, чтобы разгореться.

[Neloth›]

за такой срок даже очень маловероятное может произойти. о многом мы можем и не догадываться.
даже если не вторая звезда - какой-нибудь запасной вариант должен быть.

а вообще все, опять же, зависит от цели. нужно знать, существование чего именно мы продлеваем.

[Mrrl›]

Я вижу две опасности. Одна - что коричневые карлики на "складе" будут постепенно испаряться (10^19 лет - слишком большой срок) или в них все-таки будет медленно идти термоядерный синтез, другая - что пойдет локальное "схлопывание" пространства, которое будет проявляться в том, что звезды в Галактике будут постепенно приближаться к центральной черной дыре. В обоих случаях запасная звезда не спасет. Кстати, есть и обратная сторона. В клипе что-то говорили про соседние галактики. Но через 10 триллионов лет они могут за счет глобального расширения Вселенной улететь настолько далько (миллиарды световых лет), что за разумное время их не догонишь.
  А запасной вариант - готовый к быстрому старту флот для эвакуации. С запасом жизнеобеспечения на нужное количество миллионов лет и оборудованием для сбора новой звезды и новой сферы. Все равно они как-то должны переселяться с места на место.

[Neloth›]

переселение на новое место при догорающей старой звезде все же кажется на порядок более простым делом.

кстати, при наличии возможности хотябы раз выбраться в другую галактику можно повысить надежность схемы. вряд ли есть возможность транспортировать коричневые карлики на такое расстояние, так что параллельное использование этой программы в нескольких местах не сократит максимально возможный срок жизни.

[Mrrl›]

С другими галактиками у меня был вариант - отправить в соседние галактики команды "гасителей", которые разобрали бы там звезды и вернулись обратно. Потом, когда в своей галактике звезды кончатся, устроить большое переселение в следующую.
  Но вот захотят ли гасители возвращаться?

[Neloth›]

и реально ли будет добраться до соседней галактики, когда звезды в своей закончатся?

[Mrrl›]

Если постоянная Хаббла останется равной 1/возраст_Вселенной (т.е. абсолютная скорость разбегания галактик сохранится), то вряд ли. Только до гравитационно связанных с нашей - есть шансы, что они далеко не улетят.

[Neloth›]

тогда остается вариант с параллельным проведением этих мероприятий.
нужна только система оповещения, чтобы в случае гибели одной из ветвей цивилизации соседи могли все восстановить, если к тому времени будет еще возможно добраться до соседней галактики.

[Лойсо Пондохва(гость)›]

Когда моя дочка обнаружила этот ролик, она его довольно долго изучала, но пришла к выводу, что "люди поломали все звезды и в конце концов вымерли". Пришлось объяснять, чем красные карлики отличаются от коричневых, в чем смысл "программы сохранения водорода" и зачем нужны сферы Дайсона. А перед этим разобраться самому
  В целом, идея интересная. Сценарий выглядит вполне реалистичным. Но в каком смысле его можно считать "наиболее оптимистическим"? Неужели целью сверхцивилизации должно быть продление собственного существования как можно дольше, путем очень жесткого самоограничения? Жить 87*10¹⁸ лет при свете единственной во Вселенной функционирующей звезды класса М8 - это как-то не очень уютно...

А между тем, ваша дочь в принципе права, а вы абсолютно неправы.
С чего вы взяли, что все будет именно так? За миллиарды лет эти представления могут радикально поменяться! Если, конечно, человечество доживет до этого момента, но это уже к данному клипу не имеет отношения.

[Mrrl›]

Да неужели? Вопрос был не о реальном будущем (в какой из вселенных, кстати? - возможно, не во всех, но в каком-нибудь кластере возможных вариантов развития), а именно о сценарии, представленном в этом клипе. И в нем люди, конечно, поломали звезды, потом, конечно, вымерли, но в промежутке восстановили примерно 100 миллионов звезд.